[发明专利]用于电子器件的可再加工的聚(乙烯-乙烯醇)粘合剂

说明书

                   发明的领域

本发明涉及粘合剂组合物，特别涉及具有尤其适用于电子行业的性能的聚(乙烯-乙烯醇)粘合剂组合物。具体地说，这种粘合剂组合物当被用于集成电路、硬性电路或软性电路时，具有二次加工或可修整性。更具体地，这种粘合剂组合物适合用作将半导体装到导电基底上的倒装片直接粘合膜。

                   发明的背景

电子装置，象袖珍式计算器、电子表和便携式计算机，要用到各种各样以集成电路元件为基础的半导体(器件)。一般来讲，半导体是先装配在晶片板上然后再切成单个的片子(Chip)的。这些片子典型地被做成单片封装，然后再借助某种低温焊接装到电路板上。但是在某些场合，为了缩小产品尺寸和提高产品性能，直接把未封装的片子装到电路板上。预计，这种“倒装片”封装法的效益随着输入-输出次数、时钟码速率频率以及功率密度的不断加大将会提高。

用于倒装片连结的最普遍的结合手段是焊球互接(solder bumpinterconnection)。采用这种方法，金属焊接接头既提供片子和基底间机械的也提供电气的互接。这种方法存在着对间距方面的内在限制，同时对片子与基底之间热膨胀系数(CTE)和弹性模量上的失配也极其敏感。这种失配造成焊接接头内的高剪应力，这会有损于整个组件的可靠性。参见R.R.Tummalla和E.J.Rymaszewski，<微电子技术封装手册>，(Van Nostrand Reinhold，1989)PP280-309；366-391；和K.Nakamura，＜Nikkei Microdevices＞，1987年6月。重大事故的直接原因就是因这种应力导致在焊接头或片子内部出现任何裂纹。

U.S.专利号4,749,120(Hatada)和U.S.专利号4,942,140(Dotsvki)披露一种焊球倒装连接的可替代方法。上述参考文献披露了保持片子与基底间压力接合的电气连接的液态、可固化粘合剂体系。界面处粘合剂的存在倾向于缓解剪应变，从而提供了更大的容许热膨胀系数(CTE)和弹性模量失配的容量。可是，要具有实用性，该粘合剂既使在这种应力和100℃以上的温度条件下仍必须能承受稳定接触力。这些参考文献认为必须使用高度可交联性粘合剂才能提供这样程度的稳定性。

对于液态粘合剂的一个担心之处在于，为保证放置模具的期间整个模接合表面是湿润的，必须施用过量的粘合剂，而结果过量粘合剂会流到不希望有粘合剂的部位。而且，预料象这种可固化材料要再加工不是不可能就是很困难。

为解决与液态体系有关的问题，粘合剂可以以自持膜的形式供应。这种膜能按照模板的尺寸准确地裁切，这就为在准确的模板部位进行模接合提供精确数量的粘合剂。U.S.专利号4,820,446(Prud′homme)提出一种能修整的电子行业用热塑性粘合剂。但是，该粘合剂及其他相关的粘合剂的一个缺点是，他们往往表现出在较高的应力和温度下的高变形性，这就造成其接触稳定性差。故而，这种粘合剂只能应用在应力不大的场合。从而使这种粘合剂几乎专门用来把重量轻的软性电路粘到其他器件上，因为在这些场合下热应力极小。

虽然某些高可交联性、热固性粘合剂膜在高应力场合有足够的性能，但这些粘合剂的缺点是不能再加工。U.S.专利号4,769,399(Scheng)披露象这样一种在高温下具有出色剪切强度的不可再加工粘合剂的一例。

Pujol等，U.S.专利号5,143,785和共同未决的专利申请序列号07 816 854(Hall等)披露了用于电子行业的可再加工、可交联体系。这种体系提供了非常理想的可再加工性能，可惜，若是一种非反应性的可再加工粘合剂就将提供进一步的优越性，例如更长的存放期。

U.S.专利号5,061,549(Shores)描述适合电子行业用的热活性粘合剂膜。该粘合剂的主要成分是一种Vicat软化点为70-280℃的热塑性聚合物。Shores列举了数种热塑性聚合物(等3列，第14-48行)然而却未能认识到半晶质聚合物的有利效果。虽然非晶态热塑性聚合物确实提供了用于粘合电路器件时粘合时间短和可修整/可再加工性，但是他们不具有为提供高尺寸稳定性所需要的玻璃转化温度(Tg)以上的强度，也不具有能在粘合过程中产生充分润湿的陡峭的熔点(Tm)附近粘度-温度梯度。